指向深度學習的初中物理大單元教學實踐探索

一、概念內涵解讀與教學架構

（一）深度學習

深度學習是一種基于理解的學習，指學習者以高階思維的發展和實際問題的解決為目標，以整合性的知識為內容，積極主動、批判性地學習新的知識和思想，并將它們融入原有的認知結構中，且能將已有的知識遷移到新的情境中的一種學習[]。深度學習是為解決知識呈現的碎片化，知識理解的淺層化，以及知識探究的去情景、去背景等問題而提出的，期望學生理解知識的本質[2]。深度學習具有3個基本特征：一是注重質疑和批判性思維；二是強調實際問題的解決和知識的遷移；三是圍繞素養導向體現育人價值。深度學習有利于學生把握學科本質及思想方法，形成積極的內在學習動機，培養專家型思維，向縱深發展，創造性地解決問題，并在學習的過程中體驗到樂趣。

（二）大單元教學

崔允濘教授認為：“這里所說的單元是一種學習單位，一個單元就是一個學習事件、一個完整的學習故事，因此一個單元就是一個微課程。或者說，一個單元就是一個指向素養的、相對獨立的、體現完整教學過程的課程細胞。”[3]大單元教學打破了以單一課時為學習單位的傳統，將學科知識作為一個整體，以課程標準為綱、主題意義為主線確定單元教學目標，用統整的方式設計學習任務，以問題驅動為引領推進學習進階，注重學生的知識遷移，強化物理知識在實際生活中的應用，提升學生的學科素養，實現學科育人價值。大單元教學要求教師的立足點要高，視野要廣，在教學中要注重真實情境的創設以及學習任務的設計，并將學習任務劃分為多個子任務，合理安排相應的探究活動，同時凸顯學生的主體地位，使學生靈活地完成學習任務。

（三）教學邏輯架構

初中物理教學活動中深度學習發生的五個重要依據是活動與體驗、聯想與結構、本質與變式、遷移與創造、價值與評判[4]。結合實際教學經驗和學生的實際情況，筆者初步總結出基于深度學習的大單元教學實踐模型，如圖1所示。

指向深度學習的初中物理大單元教學應該緊緊圍繞以上幾個實踐流程：以目標定任務，以任務引問題，以問題促探究，以探究助應用，確保學生能夠深入理解和應用物理知識，培養學生的探究能力、批判性思維以及跨學科融合的能力，促進學生高階思維品質和學科素養的形成。

二、教學實踐案例

大單元教學實踐需要教師深入理解教材，把握大單元教學目標，確保教學活動能夠覆蓋相關知識和技能；整合教材，將不同學科或領域的知識有機結合，形成連貫、有邏輯的教學單元；設計具有挑戰性和啟發性的學習任務，激發學生的學習興趣和探究欲望；從更高的角度用教材引導學生自主探究，糾正學生認知上的偏差與消除思維盲點，使學生獲得對所學知識本質的深度理解。下面以蘇科版物理八年級下冊第六章“物質的物理屬性”大單元教學為例進行具體分析。

（一）立足素養目標，確定單元整體目標

單元整體目標對單元教學起統領和指導性作用，確定單元整體目標是有效實現大單元教學的第一步。筆者依據《義務教育物理課程標準（2022年版）》指出的教學目標、學業要求、教學建議、學習需要，結合學生的身心發展規律，分析學生的學習水平，制定本單元的整體目標如下：學生通過實驗，了解物質的一些物理屬性，能用語言、文字或圖表進行描述；知道質量的含義，會測量固體和液體的質量；通過實驗，理解密度，會測量固體和液體的密度；能用密度知識解釋生活中的一些物理現象；了解關于物質屬性的研究對生產生活和科技進步的影響。

（二）依據教學理念，整合學習任務

整合學習任務能夠打破傳統學科知識的界限，將知識、技能與現實生活情境相結合，形成具有實際意義和挑戰性的學習任務。這樣的學習任務能夠激發學生的學習興趣，提升學生的學習動力，使學生更加主動地參與到學習中來。大單元學習過程由多個學習任務組成，每個學習任務又分成了多個活動。學生以探究活動作為學習的基礎準備，在探究活動中綜合運用多學科的知識和技能，通過探究、合作、實踐等方式來解決核心任務，能夠實現知識和技能的遷移應用，形成對知識的理解和運用能力。依據大單元教學理念，在單元整體目標下，以任務的形式設計學生探究活動，可以有效地檢查單元整體目標的達成度。結合教學實際情況，筆者將教學目標轉化為情境性的任務和活動設計，形成了大單元學習過程的架構，如圖2所示。

（三）問題驅動引領，分步推進學習進階

教學片段：在“測量物質的密度”一課上，筆者給每個小組提供了以下實驗器材：天平、砝碼、量筒、燒杯、水、礦石、小石塊、細線等。

問題1：如何利用提供的器材測量小石塊的密度？學生活動1：小石塊的質量可用天平稱得，小石塊的體積可通過“排水法”用量筒測得，再根據密度公式即可求得小石塊的密度。

問題2：能否先測小石塊的體積再測質量？學生活動2：用排水法測完體積后，小石塊上沾有水，天平稱得的質量偏大，造成誤差。

問題3：不規則形狀的礦石體積比較大，無法放進量筒，該如何測量礦石的密度？學生活動3： ① 用天平稱出礦石質量為 ∣m ； ② 將礦石輕輕浸沒在盛有水的燒杯中，記下水面位置； ③ 在量筒中裝入適量的水，記下水的體積為 V₁ ； ④ 取出礦石，將量筒中的水緩慢加至標記處，記下量筒中剩余水的體積為 V₂ 。則礦石的體積 ，從而求出礦石的密度

問題4：如果實驗過程中缺少量筒，該如何測量礦石的體積？學生活動4：在活動3的基礎上進行改進， ① 用天平測出礦石的質量為 m₁ ; ② 將礦石輕輕浸沒在盛有水的燒杯中，記下水面的位置，測出總質量為 m₂ ； ③ 將礦石從水中取出后，向燒杯內緩慢加水至標記處，測出燒杯和水的總質量 m₃ 。則礦石的體積

問題5：以上兩次實驗操作中取出的礦石上都沾有水，是否會對實驗造成影響？學生活動5：學生小組討論，集思廣益，抓住問題根源，分析產生誤差的原因。問題3中取出礦石時，礦石上沾有水，燒杯中液面要比礦石不沾水時低，故要將量筒中更多的水倒入燒杯中，即測量值 V₂ 偏小，導致測量出的礦石的體積變大，根據密度公式 V-V，這樣測出的礦石密度值會偏小。問題4中雖然取出時會沾走一定量的水，但不管沾走了多少水，仍會向燒杯中加水至標記處，測量值 m₃ 不變，求得的倒入燒杯中的水的質量準確，求得礦石的體積是準確值，所以對礦石的密度測量無影響。

評析：在“密度的測量”教學中，器材的不同，實驗方案的不同，實驗步驟先后順序不同，可能會產生不同的誤差。教師在教學過程中要注意引導，激勵學生自主探究，根據實驗操作分析產生誤差的原因，鼓勵學生嘗試改進實驗方法，力求減小誤差。在誤差分析過程中，學生需要關注實驗的每一個細節，分析每一步操作是否符合規范。這個過程體現了深度學習“本質與變式”和“遷移與創造”的要素，有助于學生養成精確、嚴謹的科學態度，使他們更加注重實驗數據的準確性和可靠性。在未來的學習和工作中，這種科學態度也有助于學生在科學研究和工程實踐中取得成功。

（四）注重實驗探究，澄清迷思建立觀念

教學片段：實驗探究“物質的狀態改變時，物體的質量是否改變？”提供的器材有天平、砝碼、鑷子、燒杯、冰塊、豬油、熱水、玻璃板、廣口瓶、餐巾紙等。學生自主選擇實驗器材，設計實驗方案，進行分組探究。

學生小組1：探究“冰熔化前后質量是否變化？”觀察發現冰熔化過程中，天平指針逐漸向右偏（即質量變大）。經過小組討論，分析原因：冰溫度較低，空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠，附著在冰塊和燒杯外壁上，導致質量變大。提出改進措施：在燒杯上加蓋玻璃板防止空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠附著在冰塊上，并用餐巾紙把燒杯外壁及玻璃蓋板上的小水珠擦干。

學生小組2：探究“豬油熔化前后質量是否變化？”實驗步驟： ① 將固態的豬油裝進廣口瓶中，蓋緊塞子，用天平稱出質量。 ② 將廣口瓶放入熱水中，等豬油完全熔化后，用紙巾擦干廣口瓶的水，再放回天平左盤，觀察指針偏轉情況。豬油熔化前后，天平指針仍指向中央刻度線，即物質的狀態改變時，物體的質量不變。

評析：學生自主選擇器材，設計不同的實驗方案，在實驗探究的過程中發現問題并不斷優化，碰撞出思維的火花。在改進實驗方案的過程中，學生需要跳出傳統框架的限制，提出新穎的想法和解決方案，學會從不同角度看待問題，并培養創新思維和創造力。這體現了深度學習“活動與體驗”和“遷移與創造”的要素。

（五）強化實踐應用，體現學科育人價值

學科育人不僅是新課標的要求，也是學生自身成長的需要。在大單元教學中，教師應精心設計實踐內容，強化物理知識在生活中的實踐應用，引導學生利用身邊的器材，設計實踐方案，參與實踐過程，探究實踐原理，創新實踐成果，使實踐和學科認知有機融為一體。學生能夠在實踐活動中務實獲取新知，樹立責任態度，提升科學研究能力，培養學科核心素養，促進高階思維發展。例如，在本單元的綜合實踐活動中，單元家庭實踐作業“測量純牛奶的密度”將理論聯系實際且應用于生活，包含了質量和密度的相關知識。讓學生利用身邊的器材設計的實驗更具趣味性，能夠激發學生的好奇心和探究欲，使他們更加主動地參與到實驗中來。學生在實踐的過程中發現問題，積極思考，創造性地解決問題，可以更加深入理解物理原理，鞏固所學知識，并將理論知識與實際應用相結合，這體現了深度學習“活動與體驗”和“價值與評判”的要素。

三、總結

“物質的物理屬性”大單元教學內容較為抽象，在中考中常與壓強、浮力等知識相結合進行綜合考查，在中考二輪復習中可與其他知識組成更大的學習單元。在大單元教學中，教師要注重知識的結構化、系統化，由淺入深，以問題驅動，分步推進學生學習進階，注重知識的生成、應用與遷移，讓學生在探究的過程中形成專家型思維，提高學生運用所學知識解決實際問題的能力，培養學生的核心素養，使學生實現深度學習。優化物理大單元教學的設計和實施過程，對于提升學生學習效果，促進學生知識體系的構建，培養學生的科學素養，推動教師的專業成長，促進教育體系的進步以及加強師生之間的溝通與互動等方面都具有重要作用。

[參考文獻]

[1］安富海.促進深度學習的課堂教學策略研究[J].課程·教材·教法，2014，34（11）：57-62.

[2］任虎虎.指向深度學習的高中物理大概念教學策略：以“牛頓第一定律”教學為例[J]：物理通報，2020（10）：19-22.

[3」榮維東.大單元教學的基本要素與實施路徑[J].語文建設，2021（23）：24-28.

[4]劉月霞，郭華.深度學習：走向核心素養：理論普及讀本［M］.北京：教育科學出版社，2018：45-62.